1、随着机器人行业的发展,各种形态的机器人层出不穷,其中以轮式底盘为载体的机器人需求拥有广阔市场,比如有室内服务机器人、户外专业作业机器人(清洁、巡检等),这类机器人需要在不同的地面转移,在室内不能伤地板,在户外又需要具有一定的越野性能。
2、遥控模式下,软件需要解析无线接收数据(无线指令);自动模式下需要解析顶层应用指令数据(有线指令);基于指令内容转换为驱动轮式底盘外设的驱动;同时需要实时采集状态信息,反馈至顶层应用及远端UI;在底盘行进过程需要基于传感器信息做出调速、调平、避障、预警等动作。
3、遥控模式下,用户通过操作遥控器向机器人发送指令,底盘收到无线数据首先软件对数据进行接收、校验、指令功能解析,基于指令驱动电机执行相应动作;自动模式下,底盘收到顶层应用通过有线通信方式发来的指令,同样需要校验、指令功能解析和驱动转换;行进过程对两侧车轮进行调速,同时基于陀螺仪进行整机调平;另外基于测距传感器进行避障、预警等操作;实时反馈状态信息。
a. 整体架构和设计思路,不同模块间的技术栈
基于整机功耗及续航需求等因素,兼顾关键模组供电电压等级,对电池进行选型
基于载荷需求、速度需求确定电机扭矩、转速,对电机进行选型
基于无线通信能力需求,对遥控收发终端进行选型
针对智能感知能力需求,对传感器进行选型
器件选型同时兼顾机械结构空间约束、整机重量等因素
整体上,通过整机主板接收指令(无线/有线),解析并转换为相应驱动信号;对外设的访问则遵循对应外设的通信协议,实现读写操作软件。
不同的外设所配备的硬件接口、通信协议有所不同,需要在所配备的硬件接口基础上运行通信协议软件,兼顾各外设驱动间的时序关系和逻辑关系。
b. 负责模块和结果
整机主控软件,各外设驱动软件,应用层通信协议(无线/有线)软件实现。
c. 难点及解决
走直线过程两侧轮越走越偏情况(朝其中一个方向偏离角度越来越大)两侧轮速存在较大偏差,优化两侧轮调速算法,且四轮驱动时间间隔应尽可能短。
四轮起速过程摇晃振动严重,PID参数优化,且应保持一致。